(57)【要約】【課題】  コンセントに接続した電気機器の識別情報や消費電流値等の取得及びネットワーク接続と、移動体の位置情報やセンサ情報等の取得及びネットワーク接続を行うことができる、通信機能付き電源用プラグ及びコンセントを得る。【解決手段】  壁コンセントの埋込みケースやテーブルタップのケースに、電力線搬送通信を行うためのＰＬＣモデムと、電気機器の識別情報や消費電流値等を取得するためプラグに内蔵したＲＦＩＤセンサと無線通信を行うためのリーダー／ライターを内蔵し、及び／又は移動体の位置情報やセンサ情報等を取得するため当該移動体に装着したＲＦＩＤセンサと無線通信を行うためのリーダー／ライターを内蔵する。【選択図】        図１
2006245983.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一発明として、壁コンセントの埋込みケースやテーブルタップのケースに、電力線搬送通信を行うためのＰＬＣモデムと、電気機器の識別情報や消費電流値等を取得するためプラグに内蔵したＲＦＩＤセンサと無線通信を行うためのリーダー／ライターを内蔵して構成したことを特徴とする、通信機能付き電源用プラグ及びコンセント。
【請求項２】
第二発明として、壁コンセントの埋込みケースやテーブルタップのケースに、電力線搬送通信を行うためのＰＬＣモデムと、移動体の位置情報やセンサ情報等を取得するため当該移動体に装着したＲＦＩＤセンサと無線通信を行うためのリーダー／ライターを内蔵して構成したことを特徴とする、通信機能付き電源用プラグ及びコンセント。
【請求項３】
電気機器の識別情報や消費電流値等を取得するためプラグに内蔵したＲＦＩＤセンサと壁コンセントやテーブルタップに内蔵したリーダー／ライター間の通信距離が数ｃｍ程度の近接型としたことを特徴とする、請求項１に記載の通信機能付き電源用プラグ及びコンセント。
【請求項４】
移動体の位置情報やセンサ情報等を取得するため当該移動体に装着したＲＦＩＤセンサと壁コンセントやテーブルタップに内蔵したリーダー／ライター間の通信距離が２〜５ｍ程度の遠隔型としたことを特徴とする、請求項２に記載の通信機能付き電源用プラグ及びコンセント。
【請求項５】
プラグにコンセントへの不完全挿入を検出するためのスイッチを内蔵し、該スイッチの接点をＲＦＩＤセンサの回路電源線に接続して回路電源のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことを特徴とする、請求項１及び請求項３に記載の通信機能付き電源用プラグ及びコンセント。
【請求項６】
プラグに電気機器の消費電流値を計測するための電流センサを内蔵して電源線に係着し、該電流センサの出力信号をＲＦＩＤセンサのセンサインターフェース回路に接続して電流計測を行うことを特徴とする、請求項１及び請求項３に記載の通信機能付き電源用プラグ及びコンセント。
【請求項７】
ＰＬＣモデムを接続したＰＣ等の通信装置をインターネット等のネットワークに接続し、電気機器の識別情報や消費電流値及び移動体の位置情報やセンサ情報等を伝送することにより、該電気機器や移動体の遠隔監視や遠隔制御を行うことができることを特徴とする、請求項１及び請求項２に記載の通信機能付き電源用プラグ及びコンセント。
【請求項８】
移動体としてのロボットにリーダー／ライターを内蔵し、該リーダー／ライターを中継して人が装着したＲＦＩＤセンサと無線通信を行うことにより、人の現在地や動線の取得管理と生体情報の取得管理が広範囲に行えることを特徴とする、請求項２及び請求項４に記載の通信機能付き電源用プラグ及びコンセント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、壁コンセントやテーブルタップ等のコンセントにおいて、該コンセントに接続した電気機器の識別情報や消費電流値等の取得及びネットワーク接続と、移動体の位置情報やセンサ情報等の取得及びネットワーク接続を行うための、通信機能付き電源用プラグ及びコンセントに関するものである。
【０００２】
なお、識別情報とは例えば電気機器の種類，品名，メーカー名，製造番号，製造年月日，定格電流値，最大電流値，ＩＤ等を指し、移動体とは例えばロボット，車椅子，人，ペット等を指すものとする。また、電気機器とは、家電製品や情報機器など電気により駆動するあらゆる機器を指すものとする。
【背景技術】
【０００３】
従来、電気機器に電源を供給する場合、建築構造物内の壁コンセントや、該壁コンセントに接続したテーブルタップのコンセントに、当該電気機器のプラグを挿入して行っている。該プラグやコンセントは電気機器に電源を供給するのが主目的であり、付加機能として電源スイッチや通電ランプを内蔵したり、ＯＡ機器用のテーブルタップにおいてはサージキラーを内蔵する程度であった。
【０００４】
また、特開２００５−３３８５７号公報においては、プラグやコンセント等のショートの発生した後の対処作業を迅速に実行させることが可能なショート発生箇所通知装置及び方法に関し、電極間に流れる電流が所定の値以上となった時に無線通信が有効又は無効のいずれかの通信状態となるように構成したＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグを電極間に設け、該ＲＦＩＤタグとブレーカーに内蔵のリーダー／ライター間で無線通信を行い、ショート箇所や識別情報の通知及び電力遮断が行える装置について記載されている。
【特許文献１】特開２００５−３３８５７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特開２００５−３３８５７号公報においてはプラグに内蔵のＲＦＩＤタグとブレーカーに内蔵のリーダー／ライター間で無線通信を行うと記載されているが、１３．５６ＭＨｚのＲＦＩＤタグシステムの通信距離で５０ｃｍ〜１ｍ程度，２．４５ＧＨｚのＲＦＩＤタグシステムで２〜３ｍ程度，９５０ＭＨｚ帯のＲＦＩＤタグシステムで３〜５ｍ程度しか通信距離が得られないため、ブレーカーに内蔵のリーダー／ライターで全てのプラグに内蔵のＲＦＩＤタグと通信することは不可能であった。また、ＲＦＩＤタグのアンテナ回路に焼損用の抵抗が接続されているが、アンテナ回路にこのような素子を接続すると負荷により共振点ずれたりＱが下がりことにより共振電流が減少するため、通信距離が短くなってしまうという重大な欠点があった。
【０００６】
また、今後プラグやコンセントに要求される機能として、当該コンセントに接続されている電気機器の識別情報や消費電流値等の取得や、移動体の位置情報やセンサ情報等の取得があるが、該情報を取得することができる電源用プラグ及びコンセントは存在してない。また、該情報をインターネット等のネットワークに接続して遠隔監視や遠隔制御する機能も求められているが、該ネットワーク接続することができる電源用プラグ及びコンセントも存在してない。
【０００７】
本発明は、上記問題点の解決及び要求に応えるために成されたものであり、建築構造物内の壁コンセントやテーブルタップ等の全てのコンセントにおいて、該コンセントに接続した電気機器の識別情報や消費電流値等の取得及びネットワーク接続と、移動体の位置情報やセンサ情報等の取得及びネットワーク接続を行うことができる、通信機能付き電源用プラグ及びコンセントを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の通信機能付き電源用プラグ及びコンセントにおける第一発明として、壁コンセントの埋込みケースやテーブルタップのケースに、電力線搬送通信を行うためのＰＬＣ（Power Line Communication）モデムと、電気機器の識別情報や消費電流値等を取得するためプラグに内蔵したＲＦＩＤセンサと無線通信を行うためのリーダー／ライターを内蔵する。
【０００９】
また、本発明の通信機能付き電源用プラグ及びコンセントにおける第二発明として、壁コンセントの埋込みケースやテーブルタップのケースに、電力線搬送通信を行うためのＰＬＣモデムと、移動体の位置情報やセンサ情報等を取得するため当該移動体に装着したＲＦＩＤセンサと無線通信を行うためのリーダー／ライターを内蔵する。
【００１０】
なお、上記ＲＦＩＤセンサとは、ＲＦＩＤタグにセンサインターフェース回路を内蔵すると共に各種センサを接続するための外部端子を設けたＲＦＩＤタグを指し、該機能を有したＲＦＩＤタグを以後ＲＦＩＤセンサと言う。
【００１１】
また、上記電気機器の識別情報や消費電流値等を取得するためプラグに内蔵したＲＦＩＤセンサと壁コンセントやテーブルタップに内蔵したリーダー／ライター間の通信距離は数ｃｍ程度の近接型とし、移動体の位置情報やセンサ情報等を取得するため当該移動体に装着したＲＦＩＤセンサと壁コンセントやテーブルタップに内蔵したリーダー／ライター間の通信距離は２〜５ｍ程度の遠隔型とする。
【００１２】
また、プラグにコンセントへの不完全挿入を検出するためのスイッチを内蔵し、該スイッチの接点をＲＦＩＤセンサの回路電源線に接続して回路電源のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。
【００１３】
また、プラグに電気機器の消費電流を計測するための電流センサを内蔵して電源線に係着し、該電流センサの出力信号をＲＦＩＤセンサのセンサインターフェース回路に接続して電流計測を行う。
【００１４】
また、ＰＬＣモデムを接続又は内蔵したＰＣ等の通信装置をインターネット等のネットワークに接続し、電気機器の識別情報や消費電流値及び移動体の位置情報やセンサ情報等を伝送することにより、該電気機器や移動体の遠隔監視や遠隔制御を行う。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の通信機能付き電源用プラグ及びコンセントを建築構造物内の壁コンセントやテーブルタップ等の全てのコンセントにおいて採用すれば、該壁コンセントやテールタップ等のコンセントに電気機器のプラグを挿入するだけで当該電気機器の識別情報や消費電流値等の取得ができ、電気機器の稼動状況や消費電力量等を容易に把握することができるという効果を奏する。また、移動体の位置情報やセンサ情報等の取得もでき、移動体の現在地や動線及び人においては生体情報を容易に把握することができるという効果を奏する。また、ＰＬＣモデムを接続又は内蔵したＰＣ等の通信装置をインターネット等のネットワークに接続して前記情報を伝送することにより、該電気機器や移動体の遠隔監視や遠隔制御が容易に行うことができるという効果も奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明を実施するための最良の形態を図を用いて説明する。図１は本発明の通信機能付き電源用プラグ及びコンセントのシステム構成図例である。
【００１７】
第一発明の実施形態として、壁コンセント１の埋込みケースやテーブルタップ２のケースに、電力線４や電源線４ａ，４ｂを利用した電力線搬送通信を行うためのＰＬＣモデム６と、電気機器１８の識別情報や消費電流値等を取得するためプラグ３に内蔵したＲＦＩＤセンサ１１と無線通信を行うためのリーダー／ライター８を内蔵する。
【００１８】
上記電気機器１８の識別情報や消費電流値等を取得するためプラグ３に内蔵したＲＦＩＤセンサ１１と壁コンセント１やテーブルタップ２に内蔵したリーダー／ライター８間は、通信距離が数ｃｍ程度の、キャリア周波数が例えば１３．５６ＭＨｚの近接型とする。
【００１９】
また、第二発明の実施形態として、壁コンセント１の埋込みケースやテーブルタップ２のケースに、電力線４や電源線４ａ，４ｂを利用した電力線搬送通信を行うためのＰＬＣモデム６と、移動体２１の位置情報やセンサ情報等を取得するため当該移動体２１に装着したＲＦＩＤセンサ２２と無線通信を行うためのリーダー／ライター１６を内蔵する。
【００２０】
上記移動体２１の位置情報やセンサ情報等を取得するため当該移動体２１に装着したＲＦＩＤセンサ２２と壁コンセント１やテーブルタップ２に内蔵したリーダー／ライター１６間は、通信距離が２〜５ｍ程度の、キャリア周波数が例えば２．４５ＧＨｚや９５０ＭＨｚ帯の遠隔型とする。
【００２１】
次に、図３は本発明の通信機能付き電源用プラグ及びコンセントにおける第一発明のコンセント内部の構造図であり、上述のように壁コンセント１の埋込みケースやテーブルタップ２のケースに、ＰＬＣモデム６とリーダー／ライター８及びコンセント５，５を内蔵すると共に電力線４に接続し、更にＰＬＣモデム６とリーダー／ライター８の信号線を接続した状態を示している。ここで、プラグ３に内蔵したＲＦＩＤセンサ１１と無線通信を行うためのアンテナ配置として、（ａ）は各コンセント５，５に個々にアンテナ９，９が設けられ、（ｂ）は全コンセント５，５を取り囲むようにアンテナ１０が設けられている。（ａ）の場合、各アンテナ９，９はリーダー／ライター８内のアンテナ選択回路（図示せず）によりアンテナ９をスキャニングしながら、各コンセント５，５に挿入したプラグ３内のＲＦＩＤセンサ１１と個々に無線通信を行う。また、（ｂ）の場合、アンテナ１０は各コンセント５，５に挿入したプラグ３内のＲＦＩＤセンサ１１と一括して無線通信を行う。なお、ＰＬＣモデム６に接続された符号７は、後述するアラームランプである。
【００２２】
また、図４は本発明の通信機能付き電源用プラグ及びコンセントにおける第一発明及び第二発明を組合わせたコンセント内部の構造図であり、上述のように壁コンセント１の埋込みケースやテーブルタップ２のケースに、ＰＬＣモデム６とリーダー／ライター８，１６及びコンセント５，５を内蔵すると共に電力線４に接続し、更にＰＬＣモデム６とリーダー／ライター８，１６の信号線を接続した状態を示している。ここで、プラグ３に内蔵したＲＦＩＤセンサ１１と無線通信を行うためのアンテナ配置として、（ａ）は各コンセント５，５に個々にアンテナ９，９が設けられ、（ｂ）は全コンセント５，５を取り囲むようにアンテナ１０が設けられている。更に、移動体２１に装着したＲＦＩＤセンサ２２と無線通信を行うためのアンテナ配置として、（ａ），（ｂ）共通に全コンセント５，５を取り囲むようにアンテナ１７が設けられている。移動体２１は、壁コンセント１やテーブルタップ２等のコンセント５から離れているため、アンテナ１７は通信距離をかせぐためにできるだけ大きくする必要がある。なお、ＰＬＣモデム６に接続された符号７は、後述するアラームランプである。
【００２３】
次に、図２は本発明の通信機能付き電源用プラグ及びコンセントにおけるプラグの概略構造図であり、（ａ）は正面図，（ｂ）は側面図である。該図に示すように、プラグ３の電極間にリーダー／ライター８と無線通信を行うＲＦＩＤセンサ１１を内蔵する。該ＲＦＩＤセンサ１１はアンテナ１２及びＲＦＩＤチップ１３で構成され、アンテナ１２はプラグ３の電極間又は電極外周に設ける。また、プラグ３の電極側端面にコンセント５への不完全挿入を検出するためのスイッチ１４を内蔵し、該スイッチ１４の接点をＲＦＩＤセンサ１１の回路電源線に接続して回路電源のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。また、プラグ３に電気機器１８の消費電流を計測するための電流センサ１５を内蔵し、該電流センサ１５を電源線１４ａ，１４ｂに係着すると共に電流センサ１５の出力信号をＲＦＩＤセンサ１１のセンサインターフェース回路に接続して電流計測を行う。
【００２４】
次に、図５は本発明の通信機能付き電源用プラグ及びコンセントにおいてプラグ内に内蔵するＲＦＩＤセンサのブロック図である。アンテナ１２は、壁コンセント１やテーブルタップ２内のアンテナ９又はアンテナ１０と電磁界又は電磁波により通信を行うため同調キャパシタ（図示せず）から成る同調回路２５に接続して共振回路を構成する。該アンテナ１２は一般的にはループアンテナであり、該ループアンテナの導線には相互インダクタンスが大きく取れる高効率なアンテナ素材を使用するのが好適である。
【００２５】
上記同調回路２５の後段には、リーダー／ライター８から出力された電磁界又は電磁波がアンテナ１２を通過した時に発生する誘導起電力の電圧波形を検波したり、該誘導起電力を半波又は全波整流して直流電圧を取り出すための整流回路２６を接続する。該整流回路２６で使用するダイオード（図示せず）は順方向電圧降下の低いもの、例えばショットキバリアダイオードが好適である。
【００２６】
次に、上記整流回路２６の後段には、検波したキャリアを分周してシステムクロックを生成するためのクロック生成回路２７と、信号受信時においてキャリアから信号を取り出す復調動作を行ったり信号送信時においてスイッチング素子（図示せず）により変調動作を行うための変復調回路２８と、上記直流電圧を安定化して回路電源を供給したり、充電用コンデンサ３０に充電電圧を供給するための電源回路２９を接続する。該充電用コンデンサ３０はセラミックコンデンサが好適であるが、特に限定するものではない。また、電源回路２９からの回路電源線に外部のスイッチ１４を中継して回路電源をＯＮ／ＯＦＦできるようにすれば、コンセント５へのプラグ３の不完全挿入時にはスイッチ１４がＯＦＦとなって回路電源が供給されず当該ＲＦＩＤセンサ１１は動作しないため、コンセント５へのプラグ３の挿入が完全か不完全かが認識できる。プラグ３の挿入が不完全であるとトラッキング現象により火災が発生する可能性もあり、該トラッキング現象を未然に防止するための手段として有効である。なお、スイッチ１４の取付け位置は、回路電源線とシリーズ接続又は回路電源線とグランド間のシャント接続のどちらでも構わない。更にスイッチ１４の構造は、押しボタンやリードリレーなど、どのような構造のものであっても構わない。
【００２７】
次に、上記変復調回路２８の後段には、該変復調回路２８の制御や強誘電体メモリであるＳｉＲＡＭ（Sensor Interface R A M：本願出願人による商標）３２に電気機器１８の識別情報や消費電流等の書込み又は読出し制御を行うためのロジック回路３１と、電流センサ１５から出力される信号を消費電流値に変換するためのセンサインターフェース回路であるＡ／Ｄ変換回路３３を接続する。
【００２８】
上記ＳｉＲＡＭ３２は不揮発性メモリであり、回路電源がＯＦＦになっても上記電気機器１８の識別情報や消費電流値等は消失することはない。また、データの書込み電圧は、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリのように高圧に昇圧する必要がないため、昇圧回路が簡略化される。また、書込み又は読出し速度はＤＲＡＭと同等であり、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリよりはるかに高速であるという特徴を持つものである。
【実施例】
【００２９】
本発明の実施例を図１のシステム構成図例に基づいて説明する。
【００３０】
まず、ＰＬＣモデム６とリーダー／ライター８を内蔵した壁コンセント１において、該壁コンセント１のコンセント５にＰＬＣモデム６とリーダー／ライター８を内蔵したテーブルタップ２の電源線４ａの先端部にあるプラグ３と、消費電力量計２０の電源線４ｂの先端部にあるプラグ３を挿入し、更に該テーブルタップ２のコンセント５に電気機器１８の電源線４ｂの先端部にあるプラグ３と、ＰＬＣモデムを接続又は内蔵したＰＣ１９の電源線４ｂの先端部にあるプラグ３を挿入しておく。また、該ＰＣ１９にインターネット等のネットワーク２４を接続しておく。なお、各プラグ３内にあるＲＦＩＤセンサ１１のＩＤは、各々異なる固有ＩＤ情報としておく。
【００３１】
上記状態において、各プラグ３の電極側端面にあるスイッチ１４はＯＮとなり当該プラグ３内のＲＦＩＤセンサ１１は通信可能状態となっている。ここで、壁コンセント１及びテーブルタップ２内のリーダー／ライター８は、該プラグ３に内蔵のＲＦＩＤセンサ１１と無線通信を行い、該ＲＦＩＤセンサ１１のメモリに記憶された電気機器１８やＰＣ１９及び消費電力量計２０の識別情報と、ＲＦＩＤセンサ１１内のＡ／Ｄ変換回路３３に接続された電流センサ１５より得られた消費電流値の取得を行う。
【００３２】
上記識別情報は、壁コンセント１及びテーブルタップ２内のＰＬＣモデム６により電力線４や電源線４ａ，４ｂを経由して情報機器であるＰＣ１９に伝送され、専用の管理ソフトにより当該システムに接続されている全ての電気機器１８の種類や品名及び定格電流値等の情報を監視することができる。また、ネットワーク２４により遠隔監視することもできる。
【００３３】
また、上記消費電流値も同様にして専用の消費電力量計２０に伝送され、ボタン操作により各電気機器１８の個々の消費電流値や消費電力量と、コンセント５毎の消費電流値及び消費電力量と、全電気機器１８の消費電流値及び消費電力量等を切替え表示させることができる。ここで、消費電流値が定格電流値を超えている箇所が検出された場合、該消費電力量計２０によりアラーム出力を行ったり、相当する壁コンセント１内のアラームランプ７を点灯させることもでき、ブレーカーが切断される前に警告を行うことができる。なお、消費電力計２０の機能として、電気機器１８の消費電流値をＰＬＣモデム６を経由しないで直接接続してチェックする機能や、電気機器１８の識別情報であるＩＤを設定することができる機能を有すると好適である。
【００３４】
次に、ＰＬＣモデム６とリーダー／ライター１６を内蔵した壁コンセント１及びテーブルタップ２において、移動体としてロボット２１に装着したＲＦＩＤセンサ２２と前記リーダー／ライター１６が通信可能な状態にしておく。なお、該ＲＦＩＤセンサ２２はプラグ３内にあるＲＦＩＤセンサ１１とはキャリア周波数が異なるため、互いに影響することはない。
【００３５】
上記状態において、ロボット２１が始めに壁コンセント１内のリーダー／ライター１６と無線通信を行っており、次にロボット２１が移動してテーブルタップ２内のリーダー／ライター１６と無線通信を行っていることがＰＣ１９により検出された場合、該ロボット２１は図中矢印方向に移動したことが検出されるため、現在地や動線の取得管理が容易に行える。また、移動体が人３４であり、該人３４が装着したＲＦＩＤセンサ２２内のＡ／Ｄ変換回路３３に体温センサ等の生体情報を得ることができるセンサを接続しておけば、生体情報の取得管理が容易に行える。また、ロボット２１にリーダー／ライター２３を内蔵し、該リーダー／ライター２３を中継して人３４が装着したＲＦＩＤセンサ２２と無線通信を行うようにすれば、人３４の現在地や動線の取得管理と生体情報の取得管理が広範囲に行えることになる。更に、ロボット２１の位置情報や人３４の生体情報をＰＣ１９に伝送すれば、ネットワーク２４により遠隔監視や遠隔制御が容易に行えることになる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の通信機能付き電源用プラグ及びコンセントのシステム構成図例である。
【図２】本発明の通信機能付き電源用プラグ及びコンセントにおけるプラグの概略構造図である。
【図３】本発明の通信機能付き電源用プラグ及びコンセントにおける第一発明のコンセント内部の構造図である。
【図４】本発明の通信機能付き電源用プラグ及びコンセントにおける第一発明及び第二発明を組合わせたコンセント内部の構造図である。
【図５】本発明の通信機能付き電源用プラグ及びコンセントにおいてプラグ内に内蔵するＲＦＩＤセンサのブロック図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  壁コンセント
２  テーブルタップ
３  プラグ
４  電力線
５  コンセント
６  ＰＬＣモデム
７  アラームランプ
８  リーダー／ライター
９  アンテナ
１０  アンテナ
１１  ＲＦＩＤセンサ
１２  アンテナ
１３  ＲＦＩＤチップ
１４  スイッチ
１５  電流センサ
１６  リーダー／ライター
１７  アンテナ
１８  電気・電子機器
１９  ＰＣ
２０  消費電力量計
２１  ロボット
２２  ＲＦＩＤセンサ
２３  リーダー／ライター
２４  ネットワーク
２５  同調回路
２６  整流回路
２７  クロック生成回路
２８  変復調回路
２９  電源回路
３０  充電用コンデンサ
３１  ロジック回路
３２  ＳｉＲＡＭ
３３  Ａ／Ｄ変換回路
３４  人
【図１】
2006245983.tif 000003
【図２】
2006245983.tif 000004
【図３】
2006245983.tif 000005
【図４】
2006245983.tif 000006
【図５】
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